IBM 开始将 2 纳米技术转让给日本的 Rapidus

据日本经济新闻社报道，由丰田、索尼和软银等日本主要公司成立的半导体公司 Rapidus 正在与 IBM 合作开发 2 纳米半导体技术。

报道称，Rapidus 计划派出 100 名工程师到 IBM 获取 2 纳米芯片生产所需的全环栅 (GAA) 技术。Rapidus 与 IBM 于 2022 年 12 月签署了技术协议，并于 4 月派出了第一批工人。今年夏天将再发送 100 份。为支持该计划，日本政府于 4 月宣布向 Rapidus 追加 2600 亿日元（19 亿美元）的补贴。

随着半导体电路线宽的进一步缩小，GAA 技术的开发是为了防止电流泄漏。它被认为是半导体先进微制造的关键工艺技术。IBM 预计将于 2021 年开始生产全球首款 2 纳米产品原型。Rapidus 将支付许可费以获取该技术。Rapidus 的目标是在 2027 年量产 2 纳米芯片。

在日本政府层面，日本正在与拜登政府合作，以提高其技术能力。美国和日本发表联合声明，宣布制定下一代半导体发展和人力资源开发联合路线图，以加强半导体领域的技术合作。

正在帮助日本提升其技术能力的 IBM 首席执行官阿尔温德·克里希纳 (Arvind Krishna) 在接受日经新闻采访时表示，美国和日本将在先进半导体和量子计算机方面开展更多合作。「我认为日本很有可能取得成功，」当被问及他是否认为日本能够重新获得其先进的半导体技术时，他说。「日本半导体产业投资充足；日本的半导体工程师正在努力工作，IBM 将提供技术。」

IBM 公司今年第一季度的员工人数增加了 2000 人，尽管公司同期削减了终 5000 个工作岗位。「在创造更多价值的类别中将会增加更多工作岗位，因此从根本上说，人工智能将带来就业岗位净增加。」

克里希纳说，随着新技术的引入，人类所做的工作总是随着时间的推移而改变，在 20 世纪，机器消灭了许多农业和洗衣服的工作，但也创造了新的工作，例如卡车驾驶随着许多适龄工作人口的减少，让人类做这样的日常工作「将不再是一种选择。我们将用技术来完成一些单调的工作，这样人们就可以从事价值更高的工作」

IBM 此前也是率先造出 7nm（2015 年）和 5nm（2017 年）芯片的厂商，在电压等指标的定义上很早就拿下主导权。不过，早在 2014 年，IBM 将旗下 Microelectronics 半导体部门出售给世界第三大专业晶圆代工厂 GlobalFoundries（格芯）时，IBM 就已经宣告退出芯片代工业务，此后 IBM 只负责芯片技术研究、设计部分。

此次合作关系的确立也就意味着 IBM 的 2nm 芯片将交由 Rapidus 代工生产。在 IBM 的帮助下，Rapidus 也有助于重振日本半导体行业，并帮助实现全球先进半导体制造的多元化。

美国与日本合作之后，在材料、设备与设计领域上拥有较大的优势。例如美国芯片设计上有博通、高通、英伟达、AMD 等顶尖厂家，半导体设备上除了光刻机之外几乎全部能生产，半导体设计的软件 EDA 与光刻软件则处于绝对垄断地位。况且 IBM 的 2nm 芯片已研发成功，下一步要解决的问题是半导体材料。日本则是在材料和半导体设备领域两大环节拥有优势，尤其在材料领域几乎有全球性的垄断优势，包括晶圆基片、光罩、光刻胶、溅镀靶材等等，从这个角度来看，美日的优势的确有极大的互补性。

依照台积电的经验，要掌握一个时代的制程，最快也要两年，也就是说日本要从目前的 45nm 跳跃到 2nm，至少要十年来步步推进，Rapidus 是否能够顺利量产 2nm 芯片，并且良率足以让企业存活，恐怕是个大问号。虽然台积电与三星都在今年开始 3nm 芯片的量产，但就算最领先的台积电也还在苦苦奋战 5nm 的良率提升。连台积电都不敢保证，何时 3nm 量产的良率能及格，日本七年内就算做出 2nm 的生产线，低良率恐怕会成为致命关键。

在已经错失 PC、通信、智能手机、新能源汽车等时代列车之后，面向未来的数字化竞争，要在数据中心、自动驾驶、新一代通信标准「6G」和元宇宙领域赢得竞争，日本也必然要重塑产业链，攻克先进工艺难关，这才能持续保持在材料、设备领域的优势，并促进未来的增长。